1、unit1 taxe A 電力變壓器的結(jié)構(gòu)和原理 在許多能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，變壓器是一個(gè)不了缺少的原件。它使得在經(jīng)濟(jì)的發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生電能并以最經(jīng)歷的傳輸電壓傳輸電能，同時(shí)對(duì)于特定的使用者合適的電壓使用電能成為可能。變壓器同樣廣泛的應(yīng)用于低功率低電流的電子電路和控制電路中，來(lái)執(zhí)行像匹配電源組抗和負(fù)載以求得最大的傳輸效率。隔離一個(gè)電路與另一個(gè)電路在兩個(gè)電路之間隔離直流電而保證交流電繼續(xù)通道的功能。 在本質(zhì)上，變壓器是一個(gè)由兩個(gè)或多個(gè)繞組通過(guò)相互的磁通耦合而組成的，如果這其中的一個(gè)繞組，原邊連接到交流電壓源將產(chǎn)生交流磁通它的幅值決定于原邊的電壓所提供的電壓頻率及匝數(shù)。感應(yīng)磁通將與其他繞組交鏈，在副邊中將感

2、應(yīng)出一個(gè)電壓其幅值將取決于副邊的匝數(shù)及感應(yīng)磁通量和頻率。通過(guò)使原副邊匝數(shù)比例適應(yīng)，任何所期望的電壓比例或轉(zhuǎn)換比例都可以得到。 變壓器工作的本質(zhì)僅要求存在與兩個(gè)繞組相交鏈的時(shí)變的感應(yīng)磁通。這樣的作用也可以發(fā)生在通過(guò)空氣耦合的兩組繞組中，但用鐵心或其他鐵磁材料可以使繞組之間的耦合作用增強(qiáng)，因?yàn)橐淮蟛糠执磐ū幌拗圃谂c兩個(gè)繞組交鏈的高磁導(dǎo)率的路徑中。這種變壓器通常被稱作為心式變壓器。大部分變壓器都是這種類型。以下的討論幾乎全部圍繞心事變壓器。 為減少鐵心中的渦流所產(chǎn)生的損耗，磁路通常由一疊薄的疊片所組成。如圖1.1所示兩種常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式用示意圖表示出來(lái)。芯式變壓器的繞組繞在兩個(gè)矩形鐵心柱上，殼式變壓器

3、的繞組繞在三個(gè)鐵心柱中間的那個(gè)鐵心柱上，。0.14毫米厚的硅鋼片通常被用于在低頻率低于幾百Hz下運(yùn)行的變壓器中，硅鋼片具有價(jià)格低鐵心損耗小，在高磁通密度下，磁導(dǎo)率高的理想性能，能用做高頻率低能耗的標(biāo)準(zhǔn)的通訊電路中的小型變壓器的鐵心是由被稱為鐵氧體的粉末壓縮制成的鐵磁合金所構(gòu)成的。 在這些結(jié)構(gòu)中，大部分的磁通被限制在固定的鐵心中與兩個(gè)繞組相交鏈。繞組也產(chǎn)生多余的磁通，像漏磁通，只經(jīng)過(guò)一個(gè)繞組和另外的繞組不相交鏈。雖然漏磁通只是所有磁通的一小部分，但它在決定變壓器的運(yùn)行情況中起著重要的作用。在實(shí)際的變壓器中，可以通過(guò)將繞組分成埃的越近五越好的幾部分來(lái)減少漏磁通。在芯式結(jié)構(gòu)中，每個(gè)繞組由兩部分組成，

4、兩個(gè)鐵心柱上每一個(gè)上各有一部分。原邊副邊是同心繞組，在殼式變壓器中，將利用同心式繞組排列的變化或者三做可能由一些原邊個(gè)副邊交叉放置而疊在一起的扁平線圈組成。 unit2 textA 直流電機(jī) 商業(yè)直流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)是以同樣的方式構(gòu)成的，因此，任何直流發(fā)電機(jī)都可以按電動(dòng)機(jī)操作。反之亦然直流發(fā)電機(jī)的電樞繞組在轉(zhuǎn)子上通過(guò)電刷產(chǎn)生電流，勵(lì)磁繞組在定子上并由直流電激勵(lì)。 電樞繞組由N匝單獨(dú)線圈組成，在轉(zhuǎn)子上與軸相平行的導(dǎo)體，在直徑上相對(duì)的線圈兩側(cè)被標(biāo)有和-與轉(zhuǎn)子軸相連接的原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子以恒定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，氣隙磁場(chǎng)分布接近平頂波而不是交流電機(jī)中的正弦波。轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的線圈電壓是一個(gè)與空間磁通密度分布具有相同

5、波形的時(shí)間函數(shù)。 雖然最終目的是產(chǎn)生直流電壓，但是獨(dú)立的電樞線圈所感應(yīng)的電壓是交流電壓，因此必須進(jìn)行整流，交流電機(jī)輸出電壓可利用半導(dǎo)體整流器進(jìn)行整流，這是與傳統(tǒng)直流電機(jī)的一個(gè)對(duì)照，直流電機(jī)用換向器來(lái)完機(jī)械整流。換向器是安裝在轉(zhuǎn)子軸上且與軸絕緣的，銅片組成的圓柱體，換向片與換向片之間用云母或其他絕緣材料絕緣。碳刷被放在換向器截面上通過(guò)繞組直接到外面的電樞尾端，需要換向是因?yàn)橹绷麟姍C(jī)的電樞繞組位于轉(zhuǎn)子上。 S極下方的換向器任何時(shí)刻都通過(guò)線圈一側(cè)與N極下方的反向換向器相連接，如圖1.2。換向器提供全波整流，將電刷之間的電壓波形轉(zhuǎn)換成圖1.3所示那樣，并對(duì)應(yīng)電路輸出一個(gè)直流電壓，通過(guò)增加換向片數(shù)，可以

6、減弱直流電壓的脈動(dòng)，我們可以去獲得較平緩的直流電壓?，F(xiàn)代直流發(fā)電機(jī)感應(yīng)出的電壓在5的范圍內(nèi)波動(dòng)。當(dāng)然如圖1.2所示的電機(jī)被簡(jiǎn)化為在實(shí)際意義中的理想模型，但操作原理是容易理解的。 直流電在直流電機(jī)勵(lì)磁繞組的作用是感應(yīng)一個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)子靜止的磁通分布。類似的，換向器的作用是當(dāng)直流電通過(guò)碳刷流過(guò)電樞的，電樞會(huì)產(chǎn)生一個(gè)空間 ，的磁通分布，此磁通的軸向由電機(jī)設(shè)計(jì)和電刷位置決定。典型方向與主極磁場(chǎng)的磁通方向正交。 因此，正如在交流電機(jī)中那樣，這兩個(gè)磁通分布相互作用產(chǎn)生直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。如果電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，這個(gè)轉(zhuǎn)矩阻礙旋轉(zhuǎn)，如果工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，電機(jī)械沿轉(zhuǎn)矩方向旋轉(zhuǎn)。 unit3 textA 同步電機(jī) 通過(guò)討

7、論由一個(gè)非常簡(jiǎn)單的凸極交流同步發(fā)電機(jī)的電樞感應(yīng)的電壓，可以得到一個(gè)描述同步電機(jī)特征的基本圖片，如圖1.4所示。因?yàn)檫@個(gè)電機(jī)的激磁繞組產(chǎn)生一對(duì)磁極，所以這個(gè)電機(jī)被稱為雙極電機(jī)。 同步電機(jī)的電樞繞組在定子上，激磁繞組在轉(zhuǎn)子上。激磁繞組被流過(guò)它的直流電所激勵(lì)，這個(gè)直流電通過(guò)連接在轉(zhuǎn)動(dòng)滑環(huán)或集電環(huán)的碳刷流到激磁繞組上。這兩個(gè)繞組的取向通常由實(shí)際的因素確定。在轉(zhuǎn)子上的單一的低功率激磁繞組而在定子上的高功率的點(diǎn)名的多組電樞繞組有利。 在這里電樞繞組僅僅是由N匝單獨(dú)的線圈組成，如圖1.4所示，在橫截面上，位于定子內(nèi)圓表面上在直徑上相對(duì)的狹窄的槽內(nèi)，用標(biāo)有和-的兩個(gè)線圈表示。組成線圈的導(dǎo)體與電機(jī)的軸平行并相互

8、串聯(lián)（圖中沒(méi)有顯示出)。轉(zhuǎn)子由與它的軸連接的原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)并以恒定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。假設(shè)電樞繞組是開(kāi)路，所以電樞中的磁通僅僅是由磁繞組產(chǎn)生的。在圖1.4中虛線表示磁通的路徑。 非常理想化的分析這個(gè)電機(jī)，我們將假設(shè)在氣隙中的磁通呈正弦分布。圖1.5a給出了氣隙磁通密度B的合成空間分布，他是轉(zhuǎn)子周圍空間角a的函數(shù)。實(shí)際上，通過(guò)適當(dāng)?shù)恼硗箻O電極的極面可以使凸極電極的氣隙磁通密度近似是正弦分布。 由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，與電樞繞組相交鏈的磁通隨時(shí)間變化。在假定磁通呈正弦分布且轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速恒定的情況下，感應(yīng)的線圈電壓將隨時(shí)間正弦變化，如圖1.5b所示。圖1.4所示的兩極電極每轉(zhuǎn)一圈，線圈電壓就經(jīng)過(guò)一個(gè)完整的周期，電壓的交變頻

9、率等于用每秒轉(zhuǎn)數(shù)為單位的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，即感應(yīng)電壓的電氣頻率與機(jī)械轉(zhuǎn)速同步。這也是同步電機(jī)的設(shè)計(jì)根據(jù)。因此兩極同步電機(jī)必須每分鐘轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生50Hz的電壓。 許多同步電機(jī)的磁極數(shù)都大于2，同步發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的三相定子繞組就直接與負(fù)載相接，而不是通過(guò)過(guò)大的，不同的滑環(huán)和碳刷。靜止的定子也使繞組的絕緣變得容易，因此他們不受離心力的影響。圖1.6是這種發(fā)電機(jī)的簡(jiǎn)易圖示，有時(shí)候它也被叫做交流發(fā)電機(jī)。它的磁場(chǎng)由直流發(fā)電機(jī)激勵(lì)，它們通常安放在相同的軸上相連。注意換向器的電刷必須在滑環(huán)的另一個(gè)電刷端子上，以使為旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)提供直流電壓。 與同步發(fā)電機(jī)相對(duì)應(yīng)的是同步電動(dòng)機(jī)，為了產(chǎn)生恒定的機(jī)電轉(zhuǎn)矩，定子和轉(zhuǎn)子磁

10、場(chǎng)必須有恒定的幅值，并且相對(duì)靜止。在同步電動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定狀態(tài)取決于磁極數(shù)和電樞電流的頻率。 在發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)中，都產(chǎn)生機(jī)電轉(zhuǎn)矩和回轉(zhuǎn)電壓。這是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換中不可少的條件。 unit4 textA 可變磁阻電機(jī) 可變磁阻電機(jī)（通常縮寫(xiě)為VRMs）幾乎是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的電機(jī)。它們由纏繞著激磁繞組的定子和高磁導(dǎo)率的轉(zhuǎn)子組成。轉(zhuǎn)子上沒(méi)有繞組，其產(chǎn)生磁矩的原因是轉(zhuǎn)子總是處在是定子磁鏈最大的位置。定子繞組電感是轉(zhuǎn)子位置角的函數(shù)。 盡管可變磁阻電機(jī)的概念已經(jīng)持續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間，但是只是在最近的十年中，這些電機(jī)才被廣泛的應(yīng)用于工程實(shí)際中。在很大程度上歸咎于這個(gè)事實(shí)，盡管他們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上很簡(jiǎn)單，但是有些難于控制(在控制

11、上有些復(fù)雜)。例如轉(zhuǎn)子的位置是已知的，一邊于正確的設(shè)計(jì)相繞組以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。她們的廣泛可利用性和低的微電子，電力電子的成本使它們?cè)谝幌盗械膹V泛應(yīng)用中，可以和其他的電機(jī)工業(yè)技術(shù)相競(jìng)爭(zhēng)。順序激勵(lì)可變磁阻電機(jī)的各項(xiàng)繞組，其轉(zhuǎn)子就會(huì)一步步旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)一個(gè)特定的角度?？勺兇抛桦姍C(jī)驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)及其逆變器被設(shè)計(jì)成與如下標(biāo)準(zhǔn)相符合:低成本，恒轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子位置角無(wú)關(guān)，具有想要的運(yùn)行速度范圍，高效率。 由于在任何工程師職業(yè)中，對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，一個(gè)特殊應(yīng)用的最終設(shè)計(jì)方案都是多種可利用的選擇之間的，方案。因?yàn)榭勺兇抛桦姍C(jī)需要某種電子器件并且需要控制其運(yùn)行，設(shè)計(jì)者們經(jīng)常要考慮使安全驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特殊性盡可能完整，這個(gè)給發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)

12、添加了額外的限制條件。 可變磁阻電機(jī)可以被整理成各種不同的結(jié)構(gòu)如凸極和雙凸極結(jié)構(gòu)。盡管這兩種形式的設(shè)計(jì)方案都可以，但通常優(yōu)選雙凸極結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗趥€(gè)給定的環(huán)境下一般可以產(chǎn)生比較大的轉(zhuǎn)矩。 圖1.8所示是6/4式可變磁阻電機(jī)，從圖中我們可以看出6/4式電機(jī)的基本特征是不可能同時(shí)調(diào)整相電感，因此這種電極沒(méi)某空轉(zhuǎn)矩位置，這一點(diǎn)很重要。因此消除了轉(zhuǎn)子會(huì)在某一位置停頓的可能性除了這一事實(shí)外，不存在可以同時(shí)調(diào)整6/4可變磁阻電機(jī)的位置，可以看出，也不存在單一轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)子位置。因此通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂葡嚯娏?，可以得到與轉(zhuǎn)子位置無(wú)關(guān)的恒轉(zhuǎn)矩。 一般來(lái)講，可變磁阻電機(jī)的每一個(gè)電極上都纏繞著獨(dú)立的線圈，盡管有可能控制每一個(gè)

13、繞組使其分離為單獨(dú)的一相，實(shí)際上通常將它們合并某極的一組同時(shí)被激勵(lì)的繞組，例如圖1.8所示的6/4可變磁阻電機(jī)被聯(lián)結(jié)成了相電機(jī)，其相反的電極被聯(lián)結(jié)在相同的相上，在這種情況下，繞組使磁通以相同的方向通過(guò)轉(zhuǎn)子。 一般來(lái)講，當(dāng)給定的一相被激勵(lì)時(shí)，轉(zhuǎn)矩總是使轉(zhuǎn)子趨于最后的使磁通交鏈最大的位置，當(dāng)激勵(lì)從另一相轉(zhuǎn)移時(shí)，則下一相被激勵(lì)。轉(zhuǎn)子隨著趨于新的使磁通交鏈最大的位置，這樣轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速由相電流的頻率決定。然而和同步電機(jī)的情況不同，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與相繞組激勵(lì)的頻率和順序之間的關(guān)系很復(fù)雜，這種關(guān)系依賴于每一相中轉(zhuǎn)子極數(shù)和定子極數(shù)。 unit5 textA 繼電器 當(dāng)我們需要用小電流控制大電流大電壓時(shí)。繼電器是非常有

14、用的，當(dāng)觸頭通過(guò)磁場(chǎng)打開(kāi)或關(guān)斷時(shí)，產(chǎn)生磁場(chǎng)的繼電器線圈僅僅消耗一小部分瓦特的電能量，但它可以傳導(dǎo)向負(fù)載傳導(dǎo)比瓦特大幾百倍的能量。事實(shí)上，繼電器就像一個(gè)2進(jìn)制的放大器一樣工作。 如圖1.10所示，當(dāng)單刀單擲觸頭關(guān)斷高壓（AC380V）電路時(shí)，繼電器線圈被激勵(lì)通過(guò)低壓（12V DC）電源供電。與給繼電器線圈加電壓所需要電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于觸頭的電流等級(jí)很相像。典型的繼電器線圈電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1安陪，然而典型的工業(yè)繼電器觸頭等級(jí)至少要10安陪。 一個(gè)繼電器線圈通?？赡鼙挥米黩?qū)動(dòng)多個(gè)觸頭。這些觸頭可以是常開(kāi)或者常閉，或者這兩種形式的任意組合。就像開(kāi)關(guān)一樣，斷電時(shí)的線圈的狀態(tài)就是繼電器觸頭的的通常的狀態(tài)，就像你把繼

15、電器放在一邊而不與其他電路相連一樣。 選擇繼電器觸頭的指標(biāo)要與開(kāi)關(guān)觸頭的指標(biāo)相匹配。在空氣中常開(kāi)的觸頭最好應(yīng)用在大電流的場(chǎng)合，但是在工業(yè)環(huán)境中的他們?nèi)菀赘g產(chǎn)生火花而引起一些問(wèn)題。水銀和簧片觸頭不產(chǎn)生火花也不易腐蝕，但是它們受載流能力的限制。 如圖5.11所示是三個(gè)小的繼電器（每個(gè)大約兩英尺高），把他們安裝在面板上作為市政的水處理車間電控系統(tǒng)的一部分。 在這里繼電器被叫做八角底座，因?yàn)樗鼈儾逶趯?duì)應(yīng)的插座上，通過(guò)八個(gè)金屬插角。把電線連接在一個(gè)安全的通道上。就像你從圖中看到的螺絲接線端實(shí)際上是插座的組成部分，導(dǎo)線通過(guò)接線端連接到繼電器上，每個(gè)繼電器都被插在插座上。這種連接方式使得出現(xiàn)故障的麻煩和重

16、新安裝繼電器變得容易。 繼電器除具有用一個(gè)小電信號(hào)開(kāi)關(guān)一個(gè)大電信號(hào)的能力外，還可以在線圈電路與出點(diǎn)電路之間起電氣隔離的作用，這說(shuō)明驅(qū)動(dòng)線圈電路與觸電電路之間是相互隔離的。也許其中一個(gè)電路是直流的而另一個(gè)是交流的，通過(guò)連接或?qū)λ倪B接，它們處在完全不同的電壓水平。 8然而繼電器在本質(zhì)上是雙重設(shè)備，或者完全打開(kāi)，或者完全關(guān)斷，在運(yùn)行環(huán)境中它們的狀態(tài)是不確定的，就像半導(dǎo)體邏輯門(mén)一樣。為了保證使繼電器的線圈能夠驅(qū)動(dòng)觸電而在線圈中流過(guò)的最小電流稱作動(dòng)作電流。這與為保證邏輯門(mén)有高電平而需施加的最小電壓（TTL的典型值2伏，CMOS為3.5伏）相似。在電樞回到它的彈簧安放位置它的觸頭恢復(fù)到常態(tài)以前，線圈電流

17、必須降落到一個(gè)很明顯的數(shù)值，這個(gè)值要小于動(dòng)作電流。這個(gè)電流水平稱為返回電流，這與為保證邏輯門(mén)有低電平而需施加的高電壓(TTL的典型值為0.8伏，CMOS為1.5伏)相似。 9滯回現(xiàn)象，或者動(dòng)作電流和返回電流之間的不同的產(chǎn)生 類似于施密特出發(fā)死邏輯。不同的繼電器的動(dòng)作電流和返回電流值變化很大，它們都規(guī)定廠商標(biāo)定。 unit6 textA 斷路器和它的主要部件 1根據(jù)國(guó)際電氣制造業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)可以定義斷路器為非自動(dòng)方式開(kāi)關(guān)的器件，這個(gè)器件在它的電流等級(jí)以內(nèi)達(dá)到預(yù)先確立的過(guò)電流并當(dāng)斷路器的等級(jí)以內(nèi)正確使用它時(shí)，它可以在預(yù)先確定好過(guò)電流下自動(dòng)斷開(kāi)電路而不損害自己。 2圖1.15給出了許多不同類型的斷路器，

18、它們的最終目的是相同的，但是它們也有非常顯著的區(qū)別。 3一個(gè)斷路器可能會(huì)在閉合時(shí)作為單一的部件使用，或者在通常的閉合電路中被用于連接許多其他的設(shè)備，如圖1.16所示的負(fù)載中心，控制版，配電板。 4不管斷路器在哪，如何使用，你將會(huì)發(fā)現(xiàn)它在電能的傳輸，分配和使用中起著關(guān)鍵的作用。 5一般來(lái)講，所有的斷路器都具有以下的共同結(jié)構(gòu)和功能特性:一個(gè)框架，觸頭和操作機(jī)構(gòu)，脫扣器，消除電弧的一種方法，一種裝配方法，根據(jù)指定的標(biāo)準(zhǔn)可以做適當(dāng)?shù)淖兓?前面四個(gè)特征是斷路器的組成部分，在圖1.17中給出了每一個(gè)單獨(dú)的元件。 框架 剛性的斷路器框架提供了一個(gè)方法，這個(gè)方法所有要求的元件都可以被安裝并且在合適的位置，以保

19、證繼電器正常工作。 斷路器的框架提供足夠的剛度和強(qiáng)度，才能夠成功的處理分?jǐn)噙^(guò)程并獲得所期望的分?jǐn)嗦?，框架的機(jī)械強(qiáng)度必須保證足以承受由電流的平方產(chǎn)生的力，這個(gè)力會(huì)很大，并具有潛在的破壞性。 框架還起到了絕緣和隔離電流的作用，以保護(hù)在設(shè)備附近進(jìn)行操作的人員?？蚣苓€在使斷路器符合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的功能方面氣到了關(guān)鍵性的作用。 觸頭和操作機(jī)構(gòu) 斷路器的觸頭提供了一個(gè)連接電路和系統(tǒng)的方法。它們還提供了隔離系統(tǒng)中一部分電路的方法。 一個(gè)觸頭裝置包括一個(gè)靜觸頭和一個(gè)動(dòng)觸頭。當(dāng)斷路器打開(kāi)或者閉合時(shí)，靜觸頭則保持不動(dòng)，而動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)以打開(kāi)或閉合電路?？偠灾|頭執(zhí)行一個(gè)簡(jiǎn)單的功能，它們打開(kāi)或關(guān)閉。 如圖1.18給了含有

20、一組觸頭的家用電燈開(kāi)關(guān)。當(dāng)家庭的主人打開(kāi)燈時(shí)，從技術(shù)上他啟動(dòng)了操作機(jī)構(gòu)。操作機(jī)構(gòu)的動(dòng)觸頭和靜觸頭接觸，電路接通，電流流過(guò)燈，燈就亮了。 當(dāng)家庭的主人關(guān)掉燈時(shí)，操作機(jī)構(gòu)的動(dòng)觸頭和靜觸頭分開(kāi)，電路斷開(kāi)，電流停止流過(guò)電燈，燈就熄滅了。 斷路器需要一些類型的操作機(jī)構(gòu)以打開(kāi)和關(guān)斷連接，這個(gè)操作機(jī)構(gòu)可以是機(jī)械的可以是機(jī)械和動(dòng)力聯(lián)合的。讓我們?cè)O(shè)想一個(gè)基本的三相斷路器。它被設(shè)計(jì)成三個(gè)連接裝置同時(shí)打開(kāi)或者閉合。這就要求所有的連接裝置以某種方式連在一起。操作機(jī)構(gòu)的這一部分也被機(jī)械的連接在公共的手柄上，。當(dāng)這個(gè)手柄被操作時(shí)，他會(huì)使機(jī)構(gòu)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)同時(shí)通過(guò)打開(kāi)或閉合接觸以打開(kāi)或閉合斷路器，如圖1.19所示。 實(shí)際上，

21、操作裝置并不像前面描述那么簡(jiǎn)單。由于尺寸自己一些標(biāo)準(zhǔn)要求，斷路器還需要一些輔助裝置使操作裝置運(yùn)動(dòng)去分開(kāi)或關(guān)斷觸頭。這個(gè)輔助裝置采用彈簧的形式，彈簧在精確的確定斷路器機(jī)構(gòu)中起了很大的作用，彈簧被壓縮或伸長(zhǎng)以提供正確的開(kāi)通或關(guān)斷接觸的必要的輔助能量。 unit7 textA 什么是電弧 你是否想過(guò)你從墻上的插座上拔插頭，并且看到火花出現(xiàn)？就像圖1.24所示，你看到的，就是在一個(gè)小范圍內(nèi)在墻上的插座和你手中的插頭之間形成電弧的趨勢(shì)。為了討論電弧形成的原因。我們定義電弧是電流流過(guò)兩個(gè)觸電之間的間隙放電的結(jié)果， 當(dāng)斷路器的觸頭在負(fù)載情況下斷開(kāi)時(shí)就會(huì)形成電弧。電弧有很大的破壞性，并且在大小和強(qiáng)弱方面變化很

22、大。典故的電弧的大小取決于觸頭分離時(shí)電流的數(shù)值。例如，正常的負(fù)載電流被分段的產(chǎn)生電弧遠(yuǎn)小于短路電流被分?jǐn)鄷r(shí)產(chǎn)生的電弧。因?yàn)殡娀『茈y避免，所以必須設(shè)計(jì)控制電弧的電器。 3與電弧相關(guān)連的的熱量會(huì)產(chǎn)生電離氣體環(huán)境。電離越多，這個(gè)條件越適合電弧的維持和增強(qiáng)。電弧越大，產(chǎn)生的能量就越多，變色你的電離也就越多。 電弧是一個(gè)必須快速有效的處理掉的情形。 這里需要記住的最重要的事情是控制電弧的能力是決定斷路器分?jǐn)嗟亩搪冯娏髂芰Φ年P(guān)鍵。這也是選擇斷路器的一個(gè)關(guān)鍵因素。 短路是具有最嚴(yán)重的破壞性的電流現(xiàn)象。 電流零點(diǎn)或者零點(diǎn)是滅弧的一個(gè)很重要的時(shí)刻。在電流零點(diǎn)，是避免電弧繼續(xù)燃燒的最佳時(shí)刻當(dāng)正弦曲線在0，180和

23、360時(shí)的電流就是所謂的電流零點(diǎn)。如圖1.28所示， 電壓也是必須考慮的一個(gè)重要因素因?yàn)殡妷菏潜３蛛娏鬟\(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力。左邊不能抑制的電壓將會(huì)維持推進(jìn)電流過(guò)電流零點(diǎn)并且給電弧新生命。電壓并不能很善意的在熄滅電弧的過(guò)程中沿著它的軌跡說(shuō)停就停。如果電弧重新燃燒，他將損傷整個(gè)電力系統(tǒng)。 通過(guò)同時(shí)打開(kāi)觸頭，并熄滅電弧來(lái)考慮斷路器的工作過(guò)程。有效的滅弧方法往往取決于觸頭之間的氣隙的絕緣強(qiáng)度。絕緣強(qiáng)度是指絕緣體在沒(méi)有被破壞的情況下承受的最大電壓。絕緣體是指兩導(dǎo)體頭間的任何絕緣材料。在這些討論中，斷路器的觸頭就是導(dǎo)體，同時(shí)空氣氣隙和真空就是絕緣敗將。如果絕緣強(qiáng)度比試圖點(diǎn)燃電弧的電壓大時(shí)，滅弧就成功了，如圖1.2

24、6所示。 unit8 textA 電器可靠性實(shí)驗(yàn) 1電器的可靠性是指電器產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。它可以促進(jìn)儀器表現(xiàn)出很好的工作特性，表現(xiàn)在無(wú)故障率，維修性，耐久性，有效性，使用經(jīng)濟(jì)性和壽命上。所以穩(wěn)定性是一個(gè)很重要的性能指標(biāo)。 2儀器可靠性實(shí)驗(yàn)可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行也可以在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)。在近20年里，中國(guó)對(duì)可靠性實(shí)驗(yàn)的研究大多局限在實(shí)驗(yàn)室中。已經(jīng)完成的實(shí)驗(yàn)成果中包括電磁式中間繼電器，小容量交流接觸器熔斷器，斷路器，漏電開(kāi)關(guān)等等。這樣的研究對(duì)于提高低壓電器的性能是很有效的。在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行可靠性實(shí)驗(yàn)研究，具有試驗(yàn)品的實(shí)驗(yàn)條件和故障率評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，可比性強(qiáng)以及便于確定其可靠性考核指標(biāo)和評(píng)判方法的優(yōu)點(diǎn)。但是實(shí)驗(yàn)的條件與產(chǎn)品的使用條件是不同的。對(duì)于一些產(chǎn)品的主要技術(shù)性能的可靠性實(shí)驗(yàn)花費(fèi)的多并且由于費(fèi)用的限制和一些昂貴的產(chǎn)品的數(shù)量的限制，完成可靠性實(shí)驗(yàn)幾乎是不可能的。例如，電流接觸器的可靠性實(shí)驗(yàn)僅僅測(cè)試主電路和